物理化学法提高原油采收率
提高原油采收率原理EOR第六章表面活性剂驱
微乳的类型: 微乳类型：水外相微乳、油外相微乳、中相微乳（过渡态）
图6－1 微乳类型的转换
微乳类型决定于：活性剂的类型、使用温度、油的性质 （如烃的碳数）、水中的电解质（种类和浓度）、体系 中的助表面活性剂（种类和浓度）
微乳的准（pseudo）三组分相图
（a）水溶性表面活性剂 （b）油溶性表面活性剂 图6－2 微乳的准三组分相图
四、泡沫驱
泡沫配制 水：淡水，也可用盐水 气：氮气、二氧化碳气、天然气、炼厂气或烟道气 起泡剂：主要是阴离子型表面活性剂或非离子型表面活
性剂 在起泡剂中还可加入适量的聚合物（提高水的粘度，从 而提高泡沫的稳定性）和盐（调整表面活性剂的亲水亲 油平衡）。
四、泡沫驱
对起泡剂的亲水基而言，在亲油基选定后，亲水基的亲水性强一些 为好，这主要是亲水基的亲水性越强，形成气泡膜的排液速度越小， 泡沫越稳定；亲水基的亲水强弱参考如下顺序：
图6－3 图6－2中A、B两点的相态
O——
W
一活 组性 分剂
和 ；助 油活 为性 一剂 组为 分一
组 分 准； 三水 组和 分盐 为 另
S
油水比1：1
活性剂浓度不变
盐 可 以 调 整 值
HLB
随着盐含量的增加，表面活性剂由亲水性变至亲油性，微乳体系的类 型由水外相微乳（L）变成油外相微乳（U）。
图 4-5 30℃不同含盐量时相体积的变化（1）5g/LNaCl，形成水外相微乳；（2）15g/LNaCl，中相微乳； （3）25g/LNaCl，形成油外相微乳；（4）100g/LNaCl
地面发泡：将气体通过浸在起泡剂溶液中的发泡器进行发泡，然 后将泡沫注入地层中。 地下发泡：将水、气和起泡剂注入地下，利用孔隙的分散和机械 作用，在油藏中生成泡沫。
CO2提高原油采收率综述
EOR—CO2提升原油采收率综述班级：11秋学号：报告人：都军EOR-CO2提升原油采收率综述【纲要】三次采油技术是一项能够利用物理、化学和生物等新技术提升原油采收率的重要油田开发技术。
当前，世界上已形成三次采油的四大技术系列，即化学驱、气驱、热力驱和微生物驱。
特别是， CO2驱在近来几年来跟着技术成熟和中大型 CO2气藏的发现而获得鼎力发展，在愈来愈关注温室效应、考虑怎样封存 CO2的今日，有效利用这类温室气体进行油田开发更能保护地球，堪称一箭双雕。
重点字： CO2驱 CO2混相驱 CO2非混相驱EOR CO2单井吞吐序言20 世纪 70 年月，注烃类气驱主要在加拿大获成功使用。
随后，因为烃类气体价钱上升和天然CO2气藏的发现以及CO2混相驱技术合用范围大、成本较低等优势， CO混相驱渐渐发展起来[1]。
到 80 年月， CO 混相驱成为美国最重要的三2 2次采油方法。
由图 1 看出， 2007 年世界范围内EOR项目中，项目数排第一位的是蒸汽驱，占总项目数39.3%；第二位是CO2混相驱，占29.9%；第三位是烃混相 / 非混相驱，占10.5%。
至 2007 年末 ,在世界范围内计划中的EOR项目共有32 个,此中CO2混相项目数12个，CO2非混相 4个， CO2驱计划的项目已经占到 50%，比率愈来愈大。
1979 年,我国将三次采图 1 2007 年度 EOR 项目数分类百分比[2]油列为油田开发十大科学技术之一 , 揭开了我国三次采油发展的序幕。
因为缺少足够的气源和我国油藏详细特点，我国主要发展了化学驱和热力采油，气驱和微生物驱基本处于室内实验状态。
近来几年来，跟着中国部分地域发现CO2气源， CO2气驱的三采开发项目也将快速推动。
CO 2在地层内溶于水后，可使水的粘度增添20%-30%，运移性能提升 2-3 倍；CO2溶于油后，使原油体积膨胀，粘度降低30%-80%，油水界面张力降低，有利于增添采油速度、提升洗油效率和采集节余油。
油气田开发概论第6章、提高采收率技术
4、化学复合驱
化学复合驱是由聚合物、活性剂、碱以各种形式组合驱动。 包括：二元驱和三元驱。
驱 油 机 理 聚合物的流度控制作用：聚合物可以使水相粘度增加，渗透率降低， 以提高波及系数为主；
降低界面张力：表面活性剂或碱与原油中的酸性成份反应就地生成的 表面活性剂，可降低相间界面张力和残余油饱；
另外：复合驱还有碱驱所具有的乳化携带、捕集、聚并、润湿反转等 机理。
2、提高原油采收率 ——在我国各油田的潜力非常大。 原油可采储量的补充，越来越多地依赖于已探明地质储量中采收率的提
高。
注水开采只是整个油田开发全过程度一个阶段，而提高采收率则是油田 开发永恒的主题。
四、提高采收率的途径
第一，通过降低流度比以提高波及系数，同时尽可能适应油层的非均质
性，以减少非均质性对驱油过程的不利影响；
Recovery”,即EOR或Improvement Oil Recovery，即IOR)。
概 述
一次采油
依靠
天然能量
人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
二次采油
立足
物理、机械和力学等宏观 作用
三次采油 (强化采油)
应用
化学、物理、热力、生物 或联合微观驱油作用
第一节 基本概念
一、提高石油采收率（EOR） ——向地层中注入驱油剂，改善油藏及其流体的物理化学性质，提高 宏观与微观驱油效率的采油方法统称为提高石油采收率方法。
二、气驱
凡是以气体作为主要驱油介质的采油方法统称为气驱（Gas Flooding）。
按照相态特性分类：混相驱和非混相驱 按照驱替介质分类：二氧化碳驱 氮气驱 轻烃驱 烟道气驱
1、混相驱油法
混相驱：指向油藏中注入一种能与原油在地层条件下完全或部分混相的流体
三次采油
三次采油方法、应用条件及文献综述三次采油技术是一项能够利用物理、化学和生物等新技术提高原油采收率的重要油田开发技术。
在过去数十年内, 美国、加拿大和委内瑞拉等石油大国都把如何提高原油采油率作为研究工作的重点。
随着社会经济持续快速增长, 我国对油气需求量也不断增加。
因此, 运用三次采油技术来提高原油采收率, 是减缓我国多数油田产量递减速度、维持原油稳产的战略需要。
三次采油是油田开发技术上的一次飞跃, 与二次采油相比, 它借助物理和化学的双重作用,提高驱油的波及体积和效率。
经过近20 年的研究和实践, 中国的化学驱在技术、规模、效果等方面均已走在世界前列。
近30 个矿场的表明, 聚合物驱可提高采收率10% , 复合驱可提高采收率15% ～20%。
1997 年, 中国聚合物驱增油量达303×104t , “九五"期间增油1500×104 t。
中国的油田多为陆相沉积和陆相生油, 预测二次采油的平均采收率为34. 2%, 近百亿吨储量留在地下。
这一条件为中国的三次采油提供了巨大潜力。
今后, 中国的三次采油要在驱油机理、深化对油藏的认识、降低驱油剂成本和用量、先期深度调剖、提高工程的整体经济效益等诸方面加强研究, 最大限度地提高采收率和经济效益。
20 世纪40 年代以前, 油田开发主要是依靠天然能量消耗开采, 一般采收率仅5% ～10%,我们称为一次采油。
它反映了早期的油田开发技术水平较低, 使90% 左右的探明石油储量留在地下被废弃。
随着渗流理论的发展, 达西定律应用于油田开发。
人们认识到油井产量与压力梯度呈正比关系, 一次采油采收率低的主要因素是油层能量的衰竭, 从而提出了人工注水( 气) , 保持油层压力的二次采油方法, 使油采收率提高到30%～40% 。
这是至今世界上各油田的主要开发方式, 是油田开发技术上的一次大飞跃。
但二次采油仍有60%～70% 的油剩留地下。
为此, 国内外石油工作者进行了大量研究工作, 逐步认识到制约二次采油采收率提高的原因, 从而提出了三次采油新方法。
提高原油采收率原理(eor)第二章-1-b
• 引言 • EOR的原理 • 提高采收率的策略 • 案例分析 • 结论
01
引言
目的和背景
目的
提高原油采收率是石油工业的重要目标，通过研究和实践，了解和掌握各种提高采收率的方法和技术，以提高原 油采收率，减少资源浪费，增加经济效益。
背景
随着全球能源需求的不断增加，石油作为主要的能源来源之一，其开采和利用显得尤为重要。然而，由于石油资 源的有限性和开采难度不断加大，提高原油采收率成为了石油工业面临的重要挑战。因此，研究和应用提高原油 采收率的方法和技术成为了石油工业的重要发展方向。
化学驱油案例
总结词
利用化学剂改变原油或水的性质，提高采收率。
详细描述
化学驱油是通过向油层中注入化学剂，如表面活性剂、聚合物等，以改变原油 和水的性质，降低界面张力，提高洗油效率和波及系数，从而提高采收率。
气体驱动驱油案例
总结词
利用气体膨胀的能量将原油推出井口。
详细描述
气体驱动驱油是将气体（如二氧化碳、 氮气或天然气）注入油藏，利用其膨 胀的能量推动原油流出井口。这种方 法可以降低界面张力，提高采收率。
聚合物可以增加地层中水的粘度 ，提高水驱的波及系数，从而提 高采收率。
碱可以与原油中的酸性物质反应 ，降低酸碱度，改善原油的流变 性。
气体驱动EOR原理
气体驱动EOR原理是通过向地层注入气体，如二氧化碳、氮气或烟道气等，利用气 体的膨胀和压缩作用，将原油驱替出来。
二氧化碳驱是一种常用的气体驱动方法，通过将二氧化碳注入地层，利用二氧化碳 的溶解性和化学性质，提高采收率。
化学剂的应用
使用化学剂如聚合物、表面活性剂和碱等，可以 有效提高原油采收率，但需要合理选择和应用。
co2在油田注井驱油的应用
co2在油田注井驱油的应用CO2在油田注井驱油的应用引言：油田开发是现代社会能源供给的主要来源之一，为了提高油井的产能和延长油田的寿命，注水驱油技术被广泛应用。
然而，传统的注水驱油技术存在着一些问题，如水资源的浪费和环境的污染。
近年来，CO2注井驱油技术逐渐受到关注，被认为是一种环境友好且高效的油田开发方法。
本文将重点介绍CO2在油田注井驱油中的应用。
1. CO2注入技术的原理CO2注入技术是通过将CO2气体注入到油层中，改变油水相对渗透率的比例，从而提高原油的采收率。
CO2在高压下可以存在于气态、液态和超临界态，这使得CO2能够在油层中表现出独特的溶解和驱替油的能力。
CO2注入后，会与原油中的组分发生物理化学反应，改变原油的流动性，减小油与岩石的粘附力，促进原油的流动，从而提高采收率。
2. CO2注入技术的优势CO2注入技术相比传统的注水驱油技术具有以下几个优势：2.1 环境友好：CO2注入过程中不消耗水资源，并且CO2气体可以从工业废气中回收利用，减少对大气的污染。
2.2 高效提高采收率：CO2注入可以改变油层的渗透性，减小油与岩石的粘附力，促进原油的流动，提高采收率。
2.3 增加油田寿命：CO2注入技术可以延缓油井的衰竭速度，延长油田的寿命。
2.4 降低开发成本：CO2注入技术可以提高采收率，减少开发成本，增加经济效益。
3. CO2注入技术的应用案例3.1 美国埃尔克山油田美国埃尔克山油田是CO2注入技术应用最早、最成功的案例之一。
通过将CO2气体注入油层，原油采收率从传统的30%提高到了50%以上，使得该油田成为美国最大的CO2驱油项目之一。
3.2 挪威斯诺韦特油田挪威斯诺韦特油田是北海地区最大的CO2驱油项目，通过将CO2气体注入油层，原油采收率提高了10%以上。
此外，CO2注入还可以将原本难以开采的重质油转化为易开采的轻质油。
4. CO2注入技术的挑战与展望尽管CO2注入技术在油田驱油中有许多优势，但也面临一些挑战。
2 提高采收率基本原理
三、渗透率
渗透率的测定方法
ห้องสมุดไป่ตู้
四、油层的非均质性
１油层的微观非均质性 ２油层的宏观非均质性
五、流变学基础
• 流变学是现代化学工程的三大基础之一 • 在聚合物科学与工程中的应用 分子量测定、聚合物加工
• 在胶体和表面化学中的应用
粘弹性表面活性剂、正电胶泥浆 • 在现代化学工程中的应用 管路阻力和泵的计算、对流热、质传递 • 在石油工业中应用
４）矿物颗粒形状
一般来说，在相同的粒径中值条件下，颗粒间无接触的孔隙 尺度比点接触的大，其连通性也好；点接触的孔隙尺度比线接触的 大。
二、孔隙度
１定义 孔隙度是岩心中的孔隙体积与岩心的总体积之比。 ２孔隙度的测量方法 １）岩心骨架体积测定方法
（１）氦孔隙法。 测试原理为波义耳定律。 （２）润湿法。 此方法适用于纯砂岩。
二者的共同特征：材料中的各点发生了一定的相对位移。
• (2) 三种基本形变模型（典型流场）
① 简单拉伸（或压缩）（拉伸流场）
例如：纤维纺丝
薄膜吹塑
• ② 简单剪切
材料中平行于力作用方向的相邻面发生相对滑移，材料 线的夹角改变，但尺寸不变。
十五863子课题验收
• ③ 体积压缩（或膨胀）
仅改变体积元的体积，材料线，面发生相似变 化，但线.夹角和长度比保持不变。
１）孔隙尺度及其分布 油层中孔隙大小具有随机分布特征，一般用孔隙半径中值（R５０） 来表征油层孔隙尺度的统计平均特性。R５０为毛管压力曲线（压 汞曲线）上水银饱和度５０％所对应的孔隙半径 。
孔隙的尺度分布可用孔隙的分选性和孔隙分布歪度来表征。
２）孔喉比
孔喉比为孔隙与喉道的直径之比，可由岩样薄片统计求得。
石油行业提高采收率方案
石油行业提高采收率方案第一章提高采收率概述 (3)1.1 提高采收率的意义 (3)1.2 提高采收率的方法分类 (3)2.1 物理方法 (3)2.2 化学方法 (3)2.3 微生物方法 (3)2.4 混合方法 (4)2.5 智能化方法 (4)第二章储层精细描述 (4)2.1 储层地质特征研究 (4)2.1.1 储层岩性特征 (4)2.1.2 储层物性特征 (4)2.1.3 储层非均质性特征 (4)2.2 储层流体特性分析 (4)2.2.1 储层流体性质 (4)2.2.2 储层流体分布特征 (5)2.2.3 储层流体运动规律 (5)2.3 储层敏感性评价 (5)2.3.1 储层敏感性类型及影响因素 (5)2.3.2 储层敏感性评价方法 (5)2.3.3 储层敏感性评价结果及应用 (5)第三章油藏工程方案设计 (5)3.1 油藏开发模式选择 (5)3.1.1 油藏类型分析 (5)3.1.2 开发模式选择原则 (6)3.1.3 开发模式选择 (6)3.2 开发井网布局优化 (6)3.2.1 井网类型选择 (6)3.2.2 井网布局优化方法 (6)3.3 生产参数优化 (6)3.3.1 生产参数优化内容 (7)3.3.2 生产参数优化方法 (7)第四章水驱提高采收率技术 (7)4.1 水驱机理研究 (7)4.2 水驱方案设计 (7)4.3 水驱效果评价 (8)第五章气驱提高采收率技术 (8)5.1 气驱机理研究 (8)5.1.1 气驱基本原理 (8)5.1.2 气驱过程中的流体流动特性 (8)5.1.3 气驱过程中的压力和饱和度分布变化 (8)5.2 气驱方案设计 (9)5.2.1 气源选择及注入参数优化 (9)5.2.2 注气井布局及开发策略 (9)5.2.3 气驱配套工艺技术 (9)5.3 气驱效果评价 (9)5.3.1 气驱效果评价指标 (9)5.3.2 气驱效果评价方法 (9)5.3.3 气驱效果影响因素分析 (9)第六章化学驱提高采收率技术 (10)6.1 化学驱机理研究 (10)6.1.1 概述 (10)6.1.2 化学驱机理分类 (10)6.1.3 化学驱机理研究方法 (10)6.2 化学驱剂选择与评价 (10)6.2.1 化学驱剂分类 (10)6.2.2 化学驱剂选择原则 (11)6.2.3 化学驱剂评价方法 (11)6.3 化学驱方案设计 (11)6.3.1 概述 (11)6.3.2 设计内容 (11)6.3.3 设计方法 (11)第七章微生物驱提高采收率技术 (11)7.1 微生物驱机理研究 (11)7.1.1 微生物生长代谢对油藏的影响 (12)7.1.2 生物表面活性剂的作用 (12)7.1.3 生物气体的 (12)7.1.4 生物聚合物的作用 (12)7.2 微生物筛选与培养 (12)7.2.1 微生物筛选 (12)7.2.2 微生物培养 (12)7.3 微生物驱方案设计 (12)7.3.1 微生物注入方式 (12)7.3.2 微生物注入量 (13)7.3.3 微生物注入时机 (13)7.3.4 微生物驱油效果评价 (13)7.3.5 微生物驱后续调整 (13)第八章非常规提高采收率技术 (13)8.1 热力驱提高采收率技术 (13)8.2 破乳驱提高采收率技术 (13)8.3 混相驱提高采收率技术 (14)第九章提高采收率技术集成与应用 (14)9.1 技术集成原则 (14)9.2 技术集成应用案例 (14)9.3 技术应用效果评价 (15)第十章提高采收率项目管理与评价 (15)10.1 项目管理流程 (15)10.1.1 项目立项 (15)10.1.2 项目设计 (15)10.1.3 项目实施 (16)10.1.4 项目验收 (16)10.1.5 项目运行与维护 (16)10.2 项目风险评估与控制 (16)10.2.1 风险识别 (16)10.2.2 风险评估 (16)10.2.3 风险控制 (16)10.3 项目经济效益评价 (16)10.3.1 投资回收期 (16)10.3.2 投资收益率 (17)10.3.3 财务净现值 (17)10.3.4 内部收益率 (17)第一章提高采收率概述1.1 提高采收率的意义提高采收率是石油行业中的重要研究方向，对于保障国家能源安全、促进石油资源的合理开发与利用具有重大意义。
国内外油田提高采收率技术进展与展望
国内外油田提高采收率技术进展与展望一、本文概述随着全球能源需求的持续增长，石油作为主要的能源来源之一，其开采和利用一直受到广泛关注。
然而，随着油田开发的深入，传统的开采方法已经难以满足日益增长的能源需求。
因此，提高油田采收率成为了当前石油工业面临的重要挑战。
本文旨在概述国内外油田提高采收率技术的最新进展，分析现有技术的优缺点，并展望未来的发展方向。
通过对比分析国内外技术差异和发展趋势，为油田提高采收率技术的发展提供借鉴和参考。
本文首先介绍了提高油田采收率的重要性和紧迫性，阐述了国内外油田提高采收率技术的发展现状。
然后，从物理法、化学法、微生物法等方面详细介绍了国内外提高采收率技术的研究和应用情况。
在此基础上，对各种技术的优缺点进行了分析和比较，指出了各种技术的适用条件和限制因素。
本文展望了油田提高采收率技术的发展趋势和未来研究方向。
随着科技的不断进步和创新，油田提高采收率技术将不断得到优化和改进，为实现石油工业的可持续发展提供有力支持。
二、国内油田提高采收率技术进展近年来，随着国内油田勘探开发的不断深入，提高采收率技术已成为行业内研究的热点和难点。
在这一背景下，国内油田在提高采收率技术方面取得了显著的进展。
注水技术是国内油田提高采收率的重要手段之一。
通过优化注水方案、提高注水质量和注水效率，国内油田成功实现了油藏的有效驱动和采收率的提升。
同时，针对注水过程中出现的问题，如注水井堵塞、注水压力不足等，国内油田也积极探索了相应的解决方案，确保了注水技术的顺利实施。
化学驱油技术在国内油田得到了广泛应用。
通过向油藏中注入化学剂，改变油水界面性质和油藏流体的流动性，从而提高原油采收率。
目前，国内油田已经成功应用了多种化学驱油技术，如聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱等，并取得了显著的增产效果。
气驱技术也是国内油田提高采收率的重要方向之一。
通过向油藏中注入气体（如氮气、二氧化碳等），形成气液混相或气水交替驱动，从而提高原油采收率。
注CO2提高原油采收率
注CO2提高原油采收率1．CO2提高原油采收率机理将CO2作为油藏提高采收率的驱油剂已研究多年，在油田开发后期，注入CO2，能使原油膨胀，降低原油粘度，减少残余油饱和度，从而提高原油采收率，增加原油产量。
CO2能够提高原油采收率的原因有：1）CO2溶于原油能使原油体积膨胀，从而促使充满油的空隙体积也增大，这为油在空隙介质中提供了条件。
若随后底层注水，还可使油藏中的残余油量减少。
2）CO2溶于原油可使原油粘度降低，促使原油流动性提高，其结果是用少量的驱油剂就可达到一定的驱油效率。
3）CO2溶于原油能使毛细管的吸渗作用得到改善，从而使油层扫油范围扩大，使水、油的流动性保持平衡。
4）CO2溶于水使水的粘度有所增加，当注入粘度较高的水时，由于水的流动性降低，从而使水油粘度比例随着油的流动性增大而减少。
5）CO2水溶液能与岩石的碳酸岩成分发生反应，并使其溶解，从而提高储集层的渗透率性能，使注入井的吸收能力增强。
6）CO2溶于水可降低油水界面的表面张力，从而提高驱油效率。
7) CO2可促使原油中的轻质烃类（C2~C3）被抽提出来，从而使残余油饱和度明显降低。
在不同原油的成分、温度和压力条件下，二氧化碳具有无限制地与原油混相的能力，实际上可以达到很好的驱油目的。
8) CO2在油水中的扩散系数较高，其扩散作用可使二氧化碳本身重新分配并使相系统平衡状态稳定。
9）注入碳酸水，可大大降低残余油饱和度，因为在含水带内的碳酸水前缘，能形成和保持二氧化碳气游离带。
2．注CO2提高原油采收率研究现状及进展注CO2提高原油采收率的研究主要做以下四项工作：（1）流体相态研究；（2）最小混相压力的确定；（3）岩心驱替试验;。
经过大量调研国内外的文献发现在实验和理论方面有一些新的进展。
1）流体相态研究相态对于混相驱替过程是相当重要的，相态研究是研究混相驱替方式、驱替机理的重要依据。
常规的相态测试时通过PVT仪进行的。
主要包括恒组成膨胀试验，定容衰竭试验（CVD），多级脱气实验（DLT）和分离实验。
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物理化学法提高原油采收率(EOR )发展趋势L.K.Altunina V.A.K urshinov翻译:海 云(中原油田分公司信息中心)田凤兰(中原油田地质录井处)李红莉(中原油田供热八大队)冯少太(中原油田分公司信息中心)校对:姚煦春(大庆油田公司设计院) 摘 要:俄罗斯运用的物理化学法提高原油采收率(E OR )技术是采用可以保持和自我调控的胶体化合物作为驱油体系,从而达到驱油目的,E OR 技术的主要作用是提高水驱和蒸汽驱波及程度。
利用地层产生的或者注入的热载体产生的热能就地生成碱性缓冲体系、二氧化碳和能够提高波及和驱油效率的凝胶,此种物理化学法发展前景广阔。
尿素铝盐表面活性剂水体系经过水解、水解缩聚、凝胶过程生成无机凝胶。
为了生成热可逆的聚合物凝胶,我们可以在较低临界溶点的纤维素醚水体系中实现液相凝胶相的转变。
这就是俄国科学研究院物理化学研究所在俄国几大油田试验应用物理化学E OR 技术得出的结论。
现已证明这项技术是有效的,在生态上是安全的,资金回收期为5～12个月。
主题词 物理化学法 E OR 波及效率 驱油 表面活性剂 无机凝胶 热可逆的聚合物 提高采收率 投资回报一、引言西西伯利亚80%以上的油田属于侏罗纪和白垩纪储层,它们是一种孔隙和空隙裂缝型低渗透陆源油藏。
目前,相似的油田常采用注水开发。
在西西伯利亚油田E OR 方法已经应用了大约30年,我们着重于两方面提高原油采收率系数(ORF ),即提高驱油系数和波及系数。
在应用E OR 方法的实践中得到的主要结论如下:提高注入溶液波及效率的方法被证明是最成功的,仅靠提高驱油系数的E OR 方法效果并不好,例如,注入低浓度的表面活性剂和其他化学试剂。
与之相比,提高波及系数或者两个系数都提高的E OR 方法在技术上和经济上却有较好的效果。
这种E OR 方法包括:注入高浓度的表面活性剂和表面活性剂基体系,粘弹性、凝胶型热可逆聚合物和分散型聚合物体系,气体,乳剂,泡沫,以及就地生成的相似体系。
二、采用表面活剂性和碱性 缓冲剂的EOR 方法 在物理化学E OR 方法的发展过程中出现一种趋势,即运用一种含有自我调控物质的驱油溶液,这种驱油液可在地层中作用较长一段时间。
俄国科学院西伯利亚分部物理化学研究所(IPC S D RAS )的研究人员认识到这种趋势的变化之一是基于物理化学体系的驱油液产生负反馈的理念。
这些奠定了物理化学法发展的基础,即油岩水相体系选择表面活性剂要考虑热力学参数和动力学参数,由于后者影响到多孔介质驱油,现已研制出一种碱性缓冲体系,它在910～1015pH 的范围内有最大缓冲能力,从而在IK hN 驱油体系中提供负反馈。
这种缓冲液可维持驱油体系和自我调节胶体化学体系而利于驱油〔1〕。
体系的特性是:所含组分是氮、碳、氧地球化学循环的一个组成部分;对生态无危害并有多种功能,不仅是原始地层里微生物的营养源〔2〕,还是油藏渗滤流的天然示踪剂。
在西西伯利亚油田,最具商业发展前景的E OR 方法是基于表面活性剂和氨缓冲剂的1K hN 体系,氨缓冲剂由氨和硝酸铵(原材料丰富、价格低廉的产品)组成,氨和硝酸铵都是对生态无危害的试剂,它们也是氮元素地球化学循环的组成部分。
低凝固点的IK hN 60和IK hN 100体系被建议用作冬天的注入液,因为它黏度低,易燃烧,凝固点范围是-33～55℃。
IK hN 体系可提高驱油效率10%～20%。
这种体系可以在低渗透、非均质地层,温度和地层矿化度变化相当大的地层开发中使用,采用IK hN 体系驱油,渗滤液流度可增加3～7倍。
业已表明,注入井井底得到处理后注入能力将显著增加。
岩心驱替中,表面活性剂损失量012～016mg/g 。
应用I K hN 体系的两项技术:油井井底区域处理;在试验区注入该体系的大容量段塞。
1984—1988年,在西西伯利亚的9个油田,对不同地质物理条件的126口注入井进行了井底作业。
处理后,注入量增加了115～215倍,注入压力减少了30%～40%,与注水井有水动力联系的产油井的产率也得到了提高。
作用效果持续6～16个月。
由于此项技术的应用,每吨试剂的原油产量增加20～30t。
证明它在经济上是有效的,回收期是4～9个月。
这项技术适应开发井温为10～130℃、渗透率为01005～01500μm2的地层。
在西西伯利亚油田,开发效果最好的典型是侏罗纪、白垩纪的低渗透、非均质储层。
1985—1989年期间,在地质物理条件各异的多个低渗透层中进行了E OR技术的先导性试验。
可控制碱度的IK hN体系的大体积段塞被注入到西西伯利亚的12个试验区:S ovetskoye油田的AV1地层, Vakhskoye油田的Y uV1地层,Sam otlorskoye油田AV1-3、AV2-3、BV10地层,Lor2Y eganskoye油田的BV10地层,Malo2Chernog oskoye油田的Y u1地层,Ma2 m ontovskoye油田的AC4地层,Savinoborskoye油田的V3地层(见表1)。
共注入30×103t的IK hN体系。
在试验区,段塞体积为地层中油饱和孔隙体积的012%～014%。
表1 IK hN体系的西西伯利亚油田的应用情况油田名称,地层,注入井号可采储量(103t)IK hN体系注入量(103t)驱替系数增量(%)增产油量103tIK hN体系注入量(t)Sam otlorskoyeA1-3,41101576.0 5.012.8201.740.3B10,12168369.0 2.327.5101.544.1B10,12162403.9 1.6 3.915.89.9A1+2,15930582.9 1.7 5.330.918.2A31,15618589.0 1.5 2.816.511.0Lor-Y eganskoyeB10,试验区1(129,132,133,134)706.9 2.1 2.920.59.8B10,试验区3(85,86,87,88)901.2 4.28.274.817.8Malo-Chernog orskoyeY u11,239551.61,8 3.720.411.3S ovetskoyeA1,6442458.0 5.87.5184.431.8M am ontovskoyeAC4,2054768.00.87.154.568.1 在先导性试验中与地球物理学、流体动力学、物理化学理论有关的分析结果表明:IK hN体系有助于水驱,即含水量降低或稳定,或减缓含水率的增长速度;注入井井底和地层参数(生产率、液力传导率、压力传导性、渗透率)得到改善;动态平衡提高;残余油饱和度减少;驱油特性提高;地层厚区操作系数增加或保持。
注入井注入能力提高,从而促进了IK hN体系的进一步应用。
IK hN体系在地层中移动时,整体上逐渐稀释。
体系前沿的移动伴随着含水量减少,最多减少30%～40%,同时产液pH值从6～7增加到8～10。
在相当长的时间内,IK hN体系所含组分仍可在生产井的原油中检测到,2～3年后仍有一不定期的可测量的浓度(01001%～011%)。
表面活性剂和硝酸铵的最大浓度是012%～110%。
所有的油井产生相当的IK hN体系组分,这说明整个试验区得到的波及。
产液中表面活性剂油比是相似的,随着采收率的增加表面活性剂最大量地产出〔1〕。
与注入水相比,IK hN体系的采出水腐蚀性下降。
安装在Lor2Y eganskoye油田试验区原油集油站中的试样腐蚀速度为011mm/a。
研究表明,在产出水中含IK hN体系达015%有助于减少试验性故障和改善最终的原油脱水。
我们评估了IK hN体系在西西伯利亚多个油田的经济和技术效率。
原油采收率提高3%～14%(见表1)。
每1t体系溶液,原油产量增加918～6811t,每增加1t表面活性剂,原油产量增加80～500t。
先导性试验结果还表明IK hN体系对地层微生物的生长有积极作用。
氨缓冲液中的组分是氮元素地球化学循环的一部分。
它们还是地层微生物食物链中的厌氧和好氧菌的氮营养源。
在注入IK hN-60、IK hN 100体系的地层进行了微生物研究工作:S ovetskye油田的AV1地层,Sam otlorskoye油田的AV1、AV2-3、BV10地层,Vakhskoye油田的Y uV1地层,Lor2Y egan2 skoye油田的BV10地层。
结果表明:包括假单胞菌和放线菌的异养微生物的除氮量,与试验区相比高出很多,在先导试验区的采出水中,硫酸盐还原菌的数目与注入水和一般试验中的采出水相比少很多〔1,2〕。
三、利用地层热能或热载体热 能的表面活性剂EOR方法 IK hN体系具有独特的物理化学性质,人们对它进行了大量的开发研究,以期得到地层处理的新型物理化学法———利用地层的热能或注入热载体的热能,就地生成碱性缓冲溶液、C O2和胶体分散体系(无机凝胶和胶质溶液),来提高波及和驱油效率。
在铝盐尿素表面活性剂水岩石体系中,对其水解过程和凝胶过程的动力学进行研究,研究结果被用作物理化学法的科学理论基础。
为适应高温地层,已研究出可控制碱度和黏度的IK hN体系〔3〕。
IK hN C A体系包含表面活性剂、硝酸铵和尿素。
体系产生如此的效果是因为在高温下,溶解在水中的尿素发生水解作用,生成氨气和C O2。
富含C O2的油相、含氨气的水相和硝酸铵组成碱性缓冲液。
这样,就地生成了如同IK hN体系的C O2和油驱替液,具有很高的缓冲能力,范围为910～1015pH。
用IK hN C A体系的物理化学法处理地层技术综合了碱水驱、表面活性剂驱及C O2效应的优点。
尿素和硝酸铵在油藏的岩石中无吸附现象,所以它们可用作渗滤液的示踪剂。
在西西伯利亚油田的岩心驱替试验中,溶解在IK hN C A体系中的表面活性剂低于溶解在水中的表面活性剂的吸附。
采用IK hNC A体系驱油时,流度增大,岩心渗透率提高了6%～60%。
残余油洗液的驱替系数增加了1312%～2119%,最初的驱替系数增加了1712%～2312%。
在1990—1992年,先导性试验分别在西西伯利亚多个油田的高温地层进行。
在Nivagalskoye油田(Y u1地层),有3口井注入了IK hN C A体系段塞,对产油井井底进行处理后,由于除去了井底的泥浆和泥浆滤液,提高了油井产率。
在T alinskoye油田(Y uK10-11地层)有6口井进行了作业处理,总共注入的IK hN C A体系溶液超过215×103t。
先导性试验证明IK hN C A体系对高温、低渗透地层是有效的,它们不仅容易配制,还不危及生态环境。
在1991—1992期间,原油增产4万多吨,原油采收率提高了418%～1016%。